Синтез, биологическая активность и протекторный эффект октааддукта фуллерена С60 с L-аргинином на различных моделях патологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Кукалия Олеги Нугзарович

• Кукалия Олеги Нугзарович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Кукалия Олеги Нугзарович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Место углеродных наноматериалов в нанотехнологиях

1.2. Строение молекул и физико-химические свойства фуллеренов

1.3. Примеры использования углеродных наноматериалов в медицине

1.3.1. Визуализация опухолей

1.3.2. Дерматология и косметология

1.4. Сложности в исследовании углеродных структур

1.5. Потенциальные направления практического использования углеродных наноструктур

1.5.1. Системы адресной доставки лекарств

1.5.2. Создание наноразмерных лекарственных препаратов

1.5.3. Разработка систем для диагностики

1.5.4. Новые биоматериалы

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Используемые реактивы и их характеристики

2.2. Синтез водорастворимого аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином

2.3. Идентификация производного фуллерена Сбо с L-аргинином

2.4. Физико-химические свойства

2.5. Гемосовместимость аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином

2.5.1. Спонтанный гемолиз эритроцитов

2.5.2. Агрегация тромбоцитов

2.5.3. Плазменно-коагуляционного гемостаз

2.5.4. Связывание аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином с человеческим сывороточным альбумином

2.5.5. Эстеразная активность

2.6. Связывание аддукта Сбо-А^ с коллагеном

2.7. Антиоксидантная активность

2.7.1. Исследование антиоксидантной активности в модельной реакции с ДФПГ

2.7.2. Исследование антиоксидантной активности в модельной реакции с АБТС

2.7.3. Исследование антиоксидантной активности в модельной реакции с N0-

радикалами

2.7.3. Влияние Сбо-А^ на внутриклеточную продукцию активных форм кислорода

2.8. Цитотоксичность

2.9. Генотоксичность

2.9.1. Расщепление ДНК

2.9.2. Мутагенность .................................................................................................. бо

2.9.3. Связывание с ДНК

2.10. Биораспределение и влияние на гемато- и биохимические показатели крови Сбо-А^

2.11. Фотопротекторные свойства

2.12. Физико-механические свойства коллагеновых пленок, содержащих аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином

2.12.1. Синтез и идентификация композиционных материалов на основе Сбо-Л^ и коллагена

2.12.2. Физико-механические и адгезионные свойства композиционных материалов

2.13. Антигликирующие свойства

2.14. Влияние аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином на ишемическое

повреждение головного мозга ................................................................................ бб

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

3.1. Идентификация аддукта Сбо с L-аргинином

3.1.1. 13С твердотельная ЯМР-спектроскопия

3.1.2. Инфракрасная спектроскопия

3.1.3. Элементный анализ

3.1.4. Термогравиметрический анализ

3.2. Физико-химическое изучение аддукта Сбо-Arg

3.3. Гемосовместимость аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином

3.3.1. Спонтанный гемолиз

3.3.2. Агрегация тромбоцитов

3.3.3. Плазменно-коагуляционный гемостаз

3.3.4. Связывание аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином с HSA

3.4. Антиоксидантная активность

3.4.1. Исследование антиоксидантной активности на модельной реакции с АБТС

3.4.2. Исследование антиоксидантной активности в модельной реакции с NO-радикалами

3.4.3. Влияние C60-Arg на внутриклеточную продукцию активных форм кислорода

3.5. Цитотоксичность

3.6. Взаимодействие с ДНК

3.6.1. Одно- и двухнитевые разрывы в ДНК

3.6.2. Мутагенность

3.6.3. Связывание с ДНК

3.7. Биораспределение аддукта фуллерена С60 с L-аргинином in vivo

3.8. Влияние аддукта фуллерена С60 с L-аргинином на параметры сыворотки крови

3.9. Фотопротекторные свойства

3.10. Идентификация и изучение свойств композиционных материалов на основе C60-Arg и коллагена

3.11. Механические свойства коллагеновых пленок, содержащих аддукт фуллерена С60 с L-аргинином

3.12. Регенеративные свойства

3.13. Антигликирующие свойства

3.14. Влияние аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином на ишемическое

повреждение головного мозга

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

EDC - Л-этил-№-(3-диметиламинопропил)карбодиимид DCC - 1,3-Дициклогексилкарбодиимид NHS - Л-Гидроксисукцинимид Dex - Декстран

HCPT - 10-гидроксикамптотецин УС - Углеродная сажа

МУНТ - Многостенные углеродные нанотрубки

ОУНТ - Одностенные углеродные нанотрубки

А549 - Клеточная линия аденокарциномы человека

HeLa - Клеточная линия опухоли шейки матки

HepG2 - Клеточная линия гепатоцеллюлярной карциномы человека

Hep3B - Клеточная линия аденокарциномы печени человека

HEK 293 - Клеточная линия почек эмбриона человека

Caki-1 - Клеточная линия карциномы почки человека

Dox - Доксорубицин

DMSO - Диметилсульфоксид

PANC-1 - Клеточная линия карциномы поджелудочной железы человека ДНК — Дезоксирибонуклеиновая кислота РНК — Рибонуклеиновая кислота

IC50 — Концентрация полумаксимального ингибирования

ДМФА — Л,Л-Диметилформамид

Glu — Глутаминовая кислота

ВИЧ — Вирус иммунодефицита человека

GO — Оксид графена

HSA — Сывороточный альбумин человека

PBS — Натрий-фосфатный буферный раствор

THF — Тетрагидрофуран

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез, биологическая активность и протекторный эффект октааддукта фуллерена С60 с L-аргинином на различных моделях патологий»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования

Одним из наиболее перспективных направлений использования фуллеренов и их производных является биология и медицина. Это связано с тем, что фуллерены обладают высокой реакционной способностью благодаря наличию двойных связей, способных присоединять различные радикалы, и демонстрируют высокую антиоксидантную активность, способность проникать через липидный бислой, модулировать трансмембранный транспорт ионов. Проблема растворимости фуллеренов стоит особенно остро в связи с их большим потенциалом применением в медицине; в водной среде фуллерены практически нерастворимы (<10-11 г/л), что обусловлено их высокой гидрофобностью. Большим достижением в химии фуллеренов является то, что на кафедре общей и биоорганической химии ФГБОУ ВО ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова Минздрава России совместно с кафедрой химии твердого тела Института химии СПбГУ в последние годы были разработаны синтетические подходы, позволяющие получать аддукты легких фуллеренов с L-аминокислотами с приемлемыми для медицинского применения показателями растворимости в воде (10 - 50 г/л) и обладающие широким спектром биологической активности (регенеративная, антимикробная, антиоксидантная, нейропротекторная, фотодинамическая, мембранотропная). Актуальность проводимых исследований связана с тем, что фуллерены и их производные могут являться основой для создания новых высокотехнологичных медицинских материалов и лекарственных препаратов. Анализ литературы выявляет ограниченное число работ, посвященных биомедицинскому изучению аддуктов фуллеренов с аминокислотами. Можно выделить следующие характерные особенности, которые свойственны практически всем исследованиям:

- во многих работах отсутствует комплекс данных по идентификации синтезированных аддуктов фуллеренов, что, в свою очередь, не позволяет сделать заключение о химическом составе образцов, а также их чистоте;

- синтезы аддуктов фуллеренов, представленные в литературе зачастую являются невоспроизводимыми, а для их проведения используются различные токсичные органические растворители. Присутствие остаточных количеств растворителей в образцах аддуктов фуллеренов может являться причиной токсичности последних;

- невоспроизводимость методик синтеза обуславливает несогласованность данных по биологической активности аддуктов фуллеренов.

Таким образом, решение проблем синтеза новых биологически активных аддуктов фуллерена Сбо и создания на их основе композиционных материалов биомедицинского назначения является одной из важнейших задач. Цель и задачи работы

Цель работы — синтез и изучение биосовместимости, биологической активности и протекторного действия окта-аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином на различных моделях патологий.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Синтез и идентификация аддукта Сбо с L-аргинином с использованием комплекса физико-химических методов анализа (элементный анализ, ИК-, УФ-, ЯМР-спектроскопия, термогравиметрия, жидкостная хроматография).

2. Изучение физико-химических свойств водных растворов: ассоциации в растворе, взаимодействия с биомолекулами (ЧСА, ДНК) с использованием метода молекулярной динамики, что лежит в основе проявления биологической активности аддуктов фуллеренов.

3. In vitro изучение биосовместимости водорастворимого аддукта Сбо с L-аргинином, включающее исследование цито- и генотоксичности, гемосовместимости, антиоксидантной активности.

4. In vivo изучение биораспределения аддукта Сбо с L-аргинином в органах и тканях животных и его влияния на биохимические показатели крови; исследование мутагенного потенциала аддукта.

5. Изучение протекторного действия аддукта С60 с L-аргинином в модельных системах при УФ-повреждении коллагена, гликировании ЧСА, а также in vivo изучение протекторного действия при ишемии-реперфузии головного мозга. Научная новизна и практическая значимость

В результате выполнения диссертационной работы впервые получены следующие данные:

- получен комплекс данных по изучению биосовместимости аддукта фуллерена С60 с L-аргинином;

- проведено исследование антиоксидантных свойств с использованием различных модельных систем;

- изучено биораспределение аддукта С60 с L-аргинином и его влияние на показатели плазмы крови;

- показан протекторный эффект аддукта С60 с L-аргинином на различных моделях патологий;

- проведено изучение цито- и генотоксичности, а также мутагенности С60 с L-аргинином.

Достоверность и апробация результатов исследования

Результаты были опубликованы в пяти научных работах в рецензируемых журналах, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science и представлены на трех международных и всероссийских научных конференциях. Список публикаций

1. О. Н. Кукалия, А. А. Мещеряков, Г. О. Юрьев, П. А. Андоскин, К. Н. Семенов, O. Е. Молчанов, Д. Н. Майстренко, И. В. Мурин, В. В. Шаройко. Перспективы применения водорастворимых производных легких фуллеренов в медицине. Трансляционная медицина. Тематический номер: «Химические, биологические и трансляционные подходы в разработке лекарств». 2023. DOI: 10.18705/2311-44952023-10-6-507-521.

2. V. V. Sharoyko, O. N. Kukalia, D. M. Darvish, A. A. Meshcheriakov, G. O. Iurev, P. A. Andoskin, A. V. Penkova, S. V. Ageev, N. V. Petukhova, A. V. Petrov, D. A. Nerukh, A. S. Mazur, D. N. Maystrenko, O. E. Molchanov, I. V. Murin, K. N. Semenov.

Protective action of water-soluble fullerene adducts on the example of an adduct with L-arginine. Journal of Molecular Liquids. 401. 2024, 124702. DOI: 10.1016/j.molliq.2024.124702 (Q1, ИФ 4).

3. O. N. Kukaliia, S. V. Ageev, A. V. Petrov, O. V. Kirik, D. E. Korzhevskii, A. A. Meshcheriakov, A. A. Jakovleva, L. S. Poliakova, T. A. Novikova, M. E. Kolpakova, T. D. Vlasov, O. E. Molchanov, D. N. Maystrenko, , I. V. Murin, V. V. Sharoyko, K. N. Semenov. Сб0 adduct with L-arginine as a promising nanomaterial for treating cerebral ischemic stroke. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. 53. 102698. DOI: 10.1016/j.nano.2023.102698. (Q1, ИФ 5,4).

4. K. N. Semenov, S. V. Ageev, O. N. Kukaliia, I. V. Murin, A. V. Petrov, G. O. Iurev, P. A. Andoskin, G. G. Panova, O. E. Molchanov, D. N. Maistrenko, V. V. Sharoyko. Application of carbon nanostructures in biomedicine: realities, difficulties, prospects. Nanotoxicology. 2024. 18(8). 1-13. DOI: 10.1080/17435390.2024.2327053. (Q1, ИФ 5,0).

5. O. N. Kukaliia, S. V. Ageev, A. V. Petrov, O. S. Shemchuk, E. V. Sambuk, A. M. Rumyantsev, D. R. Dadadzhanov, M. A. Korzhenevskaya, O. E. Molchanov, D. N. Maistrenko, I. V. Murin, V. V. Sharoyko, K. N. Semenov. Adduct of fullerene Сб0 with L-Arginine: interaction with DNA, genotoxic and mutagenic properties. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 1-12. DOI: 10.1080/1536383X.2024.2344768. (Q2, ИФ 2,3).

Список конференций

1. О. Н. Кукалия, Г. О. Юрьев, В. В. Шаройко Изучение процесса связывания аддукта фуллерена C60 с L-аргинином с сывороточным человеческим альбумином. XXIX всероссийская конференция молодых учёных с международным участием «Актуальные Проблемы Биомедицины-2023», Санкт-Петербург, 2023.

2. О. Н. Кукалия, Г. О. Юрьев, К. Н. Семенов Физико-химические свойства аддукта фуллерена C60 с L-аргинином. XXIX всероссийская конференция молодых учёных с международным участием «Актуальные Проблемы Биомедицины-2023», Санкт-Петербург, 2023.

3. О. Н Кукалия., Г. О. Юрьев, П. К. Кожухов Изучение гемосовместимости аддукта фуллерена Сбо с Ь-аргинином. XXX всероссийская конференция молодых учёных с международным участием «Актуальные Проблемы Биомедицины-2024», Санкт-Петербург, 2024.

4. К. Н. Семёнов, О. Н. Кукалия, В. В. Шаройко, Создание материалов биомедицинского назначения на основе углеродных наноструктур: трудности и перспективы, XIX международная научная конференция «Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2024», 2024.

5. К. Н. Семёнов, О. Н. Кукалия, В. В. Шаройко, И. В. Мурин, О. Е. Молчанов, Д. Н. Майстренко, Применение углеродных наноструктур в биомедицине (на примере проведенных исследований), «Биохимия человека», Москва, 2024. Личный вклад автора заключался в синтезе и идентификации аддукта фуллерена Сб0 с Ь-аргинином, в изучении биосовместимости и биологической активности, обсуждении результатов экспериментов и подготовке научных публикаций.

Структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 143 страницах и состоит из перечня используемых сокращений, введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения полученных результатов, выводов, и списка литературы. Список цитируемой литературы включает 147 наименований. Диссертация содержит 22 таблицы и 68 рисунка. Основные научные результаты

1. Показано, что синтезированный аддукт Сб0-Аг§ обладает высокой совместимостью с водой и водными растворами (десятки г-л-1), растворы сильно ассоциированы, обладают агрегативной устойчивостью; полученный наноматериал является амфифильным. См. раздел 3.2 в работе [146] из списка литературы диссертации (личный вклад составляет не менее 80%).

2. Установлено, что аддукт Сб0-Аг§ обладает высокой биосовместимостью, а именно гемосовместимостью, отсутствием мутагенности и генотоксичности. См.

работу [147] из списка литературы диссертации (личный вклад составляет не менее 8Ü%).

3. Показано, что Сбо-Arg обладает выраженными антиоксидантными свойствами. См. работы [122] и [147] из списка литературы диссертации (личный вклад составляет не менее 8Ü%).

4. Установлено протекторное действие Сбо-Arg в модельных системах при УФ-индуцированном повреждении коллагена, гликировании ЧСА, а также in vivo при ишемии-реперфузии головного мозга. См. работы [8, 122] из списка литературы диссертации (личный вклад составляет не менее 8Ü%).

5. Показано, что композиционные материалы на основе коллагена, модифицированные Сбо-Arg способны значительно повышать пролиферацию клеток и клеточную адгезию. См. работу [14б] из списка литературы диссертации (личный вклад составляет не менее 8Ü%).

6. В экспериментах in vivo показано отсутствие влияния С^-Arg на гематологические и биохимические показатели крови мышей; установлено, что клиренс С^-Arg составляет 24 ч. См. работу [147] из списка литературы диссертации (личный вклад составляет не менее 8Ü%). Положения, выносимые на защиту

1. Результаты in vitro изучения биологической активности и биосовместимости аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином.

2. In vivo изучение биораспределения аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином в органах и тканях животных, а также его влияния на показатели плазмы крови.

3. Результаты по изучению протекторных эффектов аддукта фуллерена Сбо с L-аргинином.

Благодарности

Автор выражает благодарность всем, с кем было связано появление настоящей работы. Прежде всего, своим научным руководителям д. б. н., доценту, профессору кафедры общей и биоорганической химии Шаройко Владимиру Владимировичу и д. х. н., доценту, заведующему кафедрой общей и

биоорганической химии ФГБОУ ВО ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова Минздрава России Семёнову Константину Николаевичу, всему коллективу кафедры общей и биоорганической химии. Отдельная благодарность выражается сотрудника кафедры химии твердого тела Института химии СПбГУ, во главе с д.х.н., профессором Муриным Игорем Васильевичем за обсуждение результатов работы и помощь в организации исследований по теме диссертации.

Автор также выражает признательность всем сотрудникам Ресурсных центров СПбГУ за регистрацию ЯМР-, ИК-спектров и термограмм, проведение элементного анализа, изучение связывания с биомолекулами методом изотермического калориметрического титрования и других исследований, вошедших в диссертационное исследование. Использовалось оборудование следующих Ресурсных центров Научного парка СПбГУ: «Инновационные технологии композитных наноматериалов», «Магнитно-резонансные методы исследования», «Методы анализа состава вещества», Междисциплинарный ресурсный центр по направлению «Нанотехнологии», «Термогравиметрические и калориметрические методы исследования», «Центр диагностики функциональных материалов для медицины, фармакологии и наноэлектроники» Научного парка СПбГУ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Место углеродных наноматериалов в нанотехнологиях

С каждым годом в мире увеличивается число органических соединений: если в 1822 г. было известно всего 80 органических соединений, то сейчас их число увеличилось почти в 350,000 раз [1]. Для сравнения, число неорганических соединений значительно меньше — около полумиллиона. Однако крайне небольшая часть синтезированных соединений перешла в разряд материалов. Как известно, материал — это химический индивид или их совокупность, находящиеся в таком состоянии, которое характеризуется комплексом необходимых для практики свойств [2]. Иными словами, материал — это вещество, обладающее свойствами, которые предопределяют его практическое применение. Говоря о материалах биомедицинского назначения, мы входим в область биомедицинского материаловедения (Рис. 1.1). Это мультидисциплинарная область, которая формируется в результате конвергенции биологии и медицины, химии и искусственного интеллекта. Данный раздел науки связан с созданием материалов биомедицинского назначения с заранее заданными свойствами, а также с изучением и целенаправленным изменением свойств существующих материалов и установлением связи между составом, строением и свойствами материалов, т.е. решением классической материаловедческой триады.

Рисунок 1.1. Области науки, составляющие биомедицинское материаловедение.

Безусловно, исследования, направленные на синтез, функционализацию, изучение и применение таких материалов как углеродные наноструктуры,

относятся к области нанотехнологий. В работах академика Ж. И. Алфёрова [3,4] отмечатся, что если при уменьшении размеров вещества до наноразмерного масштаба возникает новое качество или это качество возникает в композиции веществ, то эти образования можно отнести к наноматериалам, а дальнейшую работу с ними — к нанотехнологиям. Следует отметить, что нанотехнологии зародились ещё в античности (Рис. 1.2.). Примером является кубок Ликурга, созданный в IV в. н. э. Уникальность кубка состоит в способности менять цвет с зелёного на красный в зависимости от угла падения света. Этот эффект объясняется наличием в стекле мельчайших частиц коллоидного золота и серебра (около 70 нм) в соотношении трёх к семи [5]. Другой знаковой вехой в развитии нанотехнологий является широко известная лекция Ричарда Фейнмана 'There's Plenty of Room at the Bottom', с которой он выступил в конце 1959 г. на заседании Американского физического общества. Основной постулат лектора заключался в том, что с точки зрения фундаментальных законов физики нет препятствий для работы на молекулярном и атомном уровнях. Фейнман фантазировал, не приводя реальных примеров [6]. В 1974 г. Норио Танигути предложил термин «нанотехнологии» для процессов создания полупроводниковых материалов. В 1981 г. был изобретён сканирующий туннельный микроскоп, что, безусловно, продвинуло исследования наноструктур [7]. Далее были открыты фуллерены, нанотрубки, квантовые точки; в 2004 г. был открыт графен, а 2016 г. созданы молекулярные машины (Рис. 1.2).

Рисунок 1.2. Ключевые вехи развития наноматериаловедения.

Фуллерены были открыты в 1985 г, и они сразу же стали новым многообещающим перспективным материалом в области нанотехнологий. Это связано с их уникальными химическими и физическими свойствами, которые определяют их потенциал использования в различных областях. Основной проблемой для биомедицинского применения фуллеренов является низкая растворимость в воде и в водных растворах. В настоящее время наиболее перспективными классами водорастворимых производных фуллеренов являются карбоксилированные и полигидроксилированные аддукты, производные с аминокислотами, пептидами [8].

1.2. Строение молекул и физико-химические свойства фуллеренов

Фуллерены - особая аллотропная модификация углерода, представляющая собой молекулу, состоящую из атомов углерода, образующих сферы, эллипсоиды или другие полые структуры (Рис. 1.3). Самый известный и изученный фуллерен — Сб0, часто называемый «бакминстерфуллереном». Каждый атом углерода в фуллерене Cб0 связан с тремя другими атомами углерода (р-гибридизация) [9].

Рисунок 1.3. Аллотропные формы углерода.

Фуллерен С60 состоят из 20 шестиугольников (1,3,5- циклогексатриен) и 12 пятиугольников, как показано на Рис. 1.4. При таком расположении все атомы углерода эквивалентны, что приводит к единственной линии в его спектре ЯМР Фуллерены могут образовывать кристаллические структуры, такие как

фуллерит (твердая фаза фуллеренов). Основные физико-химические свойства фуллерена Сбо представлены в Табл. 1.1.

Рисунок 1.4. Структура молекулы фуллерена Сбо. Таблица 1.1. Основные свойства фуллерена Сбо.

Фуллерен Сбо

1и

~ 0,7 нм 7,58 эВ 2,б7 эВ

2350 кДж/моль 189 кДж/моль

Симметрия Диаметр молекулы Энергия ионизации Сродство к электрону Стандартная энтальпия образования Энтальпия сублимации (при 298.15 К) Ширина запрещенной зоны (конденсированное 1,5 эВ состояние)

Электропроводность 1014 Омм-1

Химический сдвиг ЯМР 142б,8 м.д.

Частоты ИК-колебаний 528, 577, 1183, 1429 см-1

Для фуллерена Сб0 основными типами химических реакций являются нуклеофильное присоединение, перициклические реакции, радикальное присоединение, окисление, электрофильное присоединение, галогенирование и образование эндоэдральных комплексов М@Сб0 (М - атом металла) (Рис. 1.5). Показано, что фуллерен Сб0 обычно ведет себя как электронодефицитный полиолефин [10].

Рисунок 1.5. Основные реакции фуллерена С60 [11].

1.3. Примеры использования углеродных наноматериалов в медицине 1.3.1. Визуализация опухолей

Как показано в работах [12-19], дисперсии из углеродных наночастицы могут быть использованы для визуализации опухолей и лимфотических узлов при проведении хирургических вмешательств. Использование наночастиц существенно уменьшает продолжительность хирургических вмешательств. Лидером в производстве наноматериалов для визуализации опухолей является Chongqing Lummy Longyu (Китай) [20,21]. Для приготовления дисперсий углеродную сажу (CH40, Mitsubishi Chemical Co., Токио, Япония), полученную методом термического разложения или частичным сжиганием с использованием углеводородов (нефти или природного газа), содержащую наночастицы углерода (~20 нм), промывали этилацетатом, обработывали азотной кислотой и диспергировали в поливинилпирролидоне (ПВП). По данным метода динамического светорассеяния гидродинамический диаметр наночастиц в дисперсии составил 190 нм. Углеродные наночастицы, включенные в дисперсию, имели следующие характеристики:

—по данным элементного анализа углеродный наноматериал имеет следующий состав: 93,8 ат. % углерода, 5,0 ат. % кислорода и 1,2 ат. % азота;

— данные фотоэлектронной спектроскопии свидетельствуют о том, что в состав образца наночастиц входят атомы углерода в состоянии sp2" гибридизации (54,6 %), sp3" гибридизации (30,9 %), а также атомы углерода, участвующие в образовании связи С-0 (14,5 %);

— на ИК-спектре наночастиц были выявлены полосы валентных колебаний-0Н (3440 см -1), колебаний ароматических фрагментов С-С (1640 см -1) и валентных колебаний С-0 (1090 см -1).

В работах [12-15] показана возможность эффективного использования дисперсий углеродных наночастиц при хирургическом лечении колоректального рака, рака желудка, рака молочной железы, рака щитовидной железы за счет специфического индикаторного воздействия на регионарные лимфатические узлы. Например, результаты исследования с участием 91 пациента с раком желудка ранней стадии, перенесших лапароскопическую радикальную резекцию, показывают эффективность использования дисперсий углеродных наночастиц для визуализации лимфатических узлов и отсутствие послеоперационных осложнений [16]. Преимуществами использования дисперсии углеродных наночастиц являются: (/) высокая чувствительность, специфичность и точность визуализации регионарных лимфатических узлов, достигающая 90% при ранних стадиях рака желудка; (//) безопасность и отсутствие осложнений при использовании наночастиц; (///) использование наночастиц облегчает визуализацию лимфатических узлов при их диссекции и сокращает продолжительность хирургического вмешательства; (/V) установлено, что среди пациентов, получивших инъекцию дисперсии углеродных наночастиц в качестве средств визуализации, чаще диагностировался синхронный множественный рак желудка. В то же время, как было показано в обзоре [18], использование наночастиц имеет ряд ограничений, а именно: технические трудности с эндоскопическим введением наночастиц в подслизистый слой вокруг опухоли; утечка дисперсии во время инъекции; наконец, дисперсия углеродных наночастиц является неспецифическим показателем, не позволяющим отличить метастатические лимфатические узлы от лимфатических узлов, не повреждённых

метастазами опухоли. В обзоре [18] представлен набор оптимальных характеристик углеродных наночастиц, позволяющих их использовать для визуализации лимфатических узлов во время хирургических вмешательств:

(/) размер наночастиц должен находиться в диапазоне от 50 до 200 нм. Таким образом, наночастицы должны иметь такой размер, который, с одной стороны, позволял бы им проникать в лимфатические капилляры, диаметр которых составляет 150-500 нм, и перемещаться к лимфатическим узлам, а с другой стороны, позволял бы задерживаться в регионарных лимфатических узлах достаточно долго, чтобы их можно было визуализировать. Эмпирически установлено, что для этих целей подходят наночастицы размером 150 нм. Поскольку эти наночастицы имеют высокое сродство к лимфатической системе и не распространяются по организму, они не оказывают системного токсического действия [22-29];

(//) большое значение имеет также дозировка препарата: низкая доза может оказаться недостаточной для визуализации лимфатических узлов, а высокая доза может привести к токсичности. Клинические испытания показали, что оптимальным решением является введение 0,5 или 1 мл дисперсии, содержащей 25 или 50 мг углеродных наночастиц [23-25,30-32];

(ш) время введения наночастиц. В большинстве исследований наночастицы вводились за день до операции, так как наночастицы постепенно накапливаются в лимфатических узлах, что обеспечивает больший контраст. В качестве примера, на Рис. 1.6 представлена кинетическая зависимость визуализации опухоли молочной железы после введения дисперсии углеродных наночастиц и фотографии удаленных тканей [22,33-35].

(л)

20ч 24ч 4Кч 72ч 118ч

Рисунок 1.6. Кинетическая зависимость визуализации опухоли молочной железы после введения дисперсии углеродных наночастиц (а), а также фотографий удаленных тканей (б) [36]. 1.3.2. Дерматология и косметология

В настоящее время на рынке довольно широко представлена фуллеренсодержащая косметика. Примером могут служить несколько крупных компаний: «Vitamin Сб0 Research Corporation» (Япония), специализирующаяся на создании продуктов для ухода за кожей, телом, волосами, а также средств для снятия макияжа; косметическая продукция «Milliona Cosmetics» (Япония) продукция направлена на профилактику патологических процессов в кожных покровах, таких как себорея, алопеция и другие заболевания, обусловленные изменениями фолликулярного аппарата; «Guangzhou Ailian Cosmetic Co.» (Китай) производящая линейку фуллеренсодержащих продуктов, которые эффективно предотвращают появление морщин и признаков старения, увлажняют кожу и защищают от воздействия солнечного излучения и негативных факторов окружающей среды, выравнивают тон кожи, обладают противовоспалительным действием; С60 Bio (Россия), специализирующаяся на создании универсальных

средств по уходу за кожей, а также средств против выпадения волос и для стимуляции их роста. Свойства фуллеренов, позволяющие их использовать для создания дерматологических средств:

— высокая липофильность молекул фуллеренов

Немодифицированный фуллерен С60 обладает высокой липофильностью; коэффициент его распределения в системе н-октанол-вода (lgPow) равен 6,67 [19]. Для сравнения, значение lgPow для такого липофильного вещества, как о -ксилол, составляет 3,20. Благодаря своей липофильности фуллерен способен взаимодействовать с компонентами кожи, при этом вероятность попадания фуллерена в системный кровоток через кожу минимальна [37,38].

— антиоксидантные свойства

Как известно, окислительный стресс приводит к различным патологическим состояниям кожи, а именно: (/) старению кожи, сопровождающемуся образованием морщин, потерей тонуса и эластичности; (//) сухости кожи, приводящей к шелушению и обезвоживанию; (///) появлению акне, сопровождающему жирным блеском и сыпью; (/V) формированием различных видов раздражений (чувствительность, покраснение, зуд, а в перспективе — псориаз, экзема и розацеа); (у) тусклому цвету лица, сопровождающемуся неравномерной текстурой и тоном, а также появлением пигментных пятен. Очевидно, что при разработке косметических продуктов большое внимание уделяется использованию антиоксидантов. В работе [39] было показано, что одна молекула С60 может присоединять 34 метильных или 15 бензильных радикалов, что позволило авторам работы назвать эту молекулу «губкой для радикалов». Поскольку в биологических системах реакции с участием свободных радикалов являются преимущественно реакциями окисления, одним из биологических свойств фуллерена С60 и его аддуктов может быть антиоксидантная активность. Разумеется, наиболее выраженные антиоксидантные свойства проявляются у немодифицированных фуллеренов и ослабляются при введении заместителей в фуллереновое ядро [37]. Авторы работы [40-46], используя модельную реакцию со стабильным радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом (ДФПГ),

продемонстрировали антирадикальные свойства водорастворимых аддуктов легких фуллеренов с Ь-аминокислотами, фуллеренола и карбоксилированных фуллеренов в [40-46]. Для количественной оценки скорости реакции между аддуктом фуллерена и ДФПГ использовали двухэтапную кинетическую модель псевдопервого порядка.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кукалия Олеги Нугзарович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Campos Rosa J.M. Drug Design and Action. De Gruyter, 2023.

2. Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия: В 3 т. Москва: Высшее профессиональное образование, 2004.

3. Alferov Z.I. The History of Heterostructure Lasers. 2002. P. 3-22.

4. Alrerov Z.I. The double heterostructure: concept and its applications in physics, electronics and technology // Int J Mod Phys B. 2002. Vol. 16, № 05. P. 647-675.

5. Nanoscience and Nanotechnology // Carbon Nanotube Reinforced Composites: CNR Polymer Science and Technology. William Andrew Publishing, 2015. P. 1-36.

6. Feynman R.P. Plenty of Room at the Bottom.

7. Ramsden J.J. What is Nanotechnology? // Applied Nanotechnology. William Andrew Publishing, 2009. P. 3-12.

8. Semenov K.N. et al. Application of carbon nanostructures in biomedicine: realities, difficulties, prospects // Nanotoxicology. 2024. Vol. 18, № 2. P. 181-213.

9. Колокольцев С.Н. «Углеродные материалы. Свойства, технологии, применения». Интеллект. Долгопрудный, 2012. 296 p.

10. Сидоров Л.Н., Макеев А.Ю. Химия фуллеренов. 2000. 21-25 p.

11. Djordjevic A. et al. Review of Synthesis and Antioxidant Potential of Fullerenol Nanoparticles // J Nanomater. 2015. Vol. 2015. P. 1-15.

12. Wang H. et al. Lymph node mapping with carbon nanoparticles and the risk factors of lymph node metastasis in gastric cancer // Journal of Huazhong University of Science and Technology - Medical Science. Tongji Medical University, 2016. Vol. 36, № 6. P. 865-870.

13. Wang R. et al. The safety and effectiveness of carbon nanoparticles suspension in tracking lymph node metastases of colorectal cancer: a prospective randomized controlled trial // Jpn J Clin Oncol. Oxford Academic, 2020. Vol. 50, № 5. P. 535542.

14. Jiang Y. et al. Tracking nonpalpable breast cancer for breast-conserving surgery with carbon nanoparticles implication in tumor location and lymph node dissection // Medicine (United States). Lippincott Williams and Wilkins, 2015. Vol. 94, № 10.

15. Spartalis E. et al. The Potential Role of Carbon Nanoparticles in Lymph Node Tracing, Recurrent Laryngeal Nerve Identification and Parathyroid Preservation During Thyroid Surgery: A Systematic Review // Curr Pharm Des. Bentham Science Publishers Ltd., 2020. Vol. 27, № 21. P. 2505-2511.

16. Yan J. et al. A multicenter study of using carbon nanoparticles to show sentinel lymph nodes in early gastric cancer // Surg Endosc. Springer New York LLC, 2016. Vol. 30, № 4. P. 1294-1300.

17. Feng Y. et al. Value of preoperative gastroscopic carbon nanoparticles labeling in patients undergoing laparoscopic radical gastric cancer surgery // Surg Oncol. Elsevier, 2021. Vol. 38. P. 101628.

18. Li J. et al. Clinical application of carbon nanoparticles in lymphatic mapping during colorectal cancer surgeries: A systematic review and meta-analysis // Digestive and Liver Disease. Elsevier B.V., 2020. Vol. 52, № 12. P. 1445-1454.

19. Zhou Y. et al. Evaluation of Carbon Nanoparticle Suspension and Methylene Blue Localization for Preoperative Localization of Nonpalpable Breast Lesions: A Comparative Study // Front Surg. Frontiers Media S.A., 2021. Vol. 8. P. 757694.

20. Xiaohai T., Yu Q. Nano carbon mixed suspension composition and its preparing method. 2002.

21. Xie P. et al. Bioaccumulation and Toxicity of Carbon Nanoparticles Suspension Injection in Intravenously Exposed Mice // International Journal of Molecular Sciences 2017, Vol. 18, Page 2562. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2017. Vol. 18, № 12. P. 2562.

22. Yan J. et al. A multicenter study of using carbon nanoparticles to show sentinel lymph nodes in early gastric cancer // Surg Endosc. Surg Endosc, 2016. Vol. 30, № 4. P. 1294-1300.

23. Hao R.T. et al. Sentinel lymph node biopsy using carbon nanoparticles for Chinese patients with papillary thyroid microcarcinoma // European Journal of Surgical Oncology (EJSO). W.B. Saunders, 2012. Vol. 38, № 8. P. 718-724.

24. Xie P. et al. Bioaccumulation and Toxicity of Carbon Nanoparticles Suspension Injection in Intravenously Exposed Mice // International Journal of Molecular

Sciences 2017, Vol. 18, Page 2562. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2017. Vol. 18, № 12. P. 2562.

25. Li J. et al. Clinical application of carbon nanoparticles in lymphatic mapping during colorectal cancer surgeries: A systematic review and meta-analysis // Digestive and Liver Disease. W.B. Saunders, 2020. Vol. 52, № 12. P. 1445-1454.

26. Tsopelas C. Particle Size Analysis of 99m Tc-Labeled and Unlabeled Antimony Trisulfide and Rhenium Sulfide Colloids Intended for Lymphoscintigraphic Application // J Nucl Med. 2001. Vol. 42. P. 460-466.

27. Hiraiwa K. et al. Sentinel Node Mapping with Thermoresponsive Magnetic Nanoparticles in Rats // Journal of Surgical Research. Academic Press, 2012. Vol. 174, № 1. P. 48-55.

28. Johnson L., Charles-Edwards G., Douek M. Nanoparticles in Sentinel Lymph Node Assessment in Breast Cancer // Cancers 2010, Vol. 2, Pages 1884-1894. Molecular Diversity Preservation International, 2010. Vol. 2, № 4. P. 1884-1894.

29. Cousins A. et al. Clinical relevance of novel imaging technologies for sentinel lymph node identification and staging // Biotechnol Adv. Elsevier Inc., 2014. Vol. 32, № 2. P. 269-279.

30. Feng Y. et al. Value of preoperative gastroscopic carbon nanoparticles labeling in patients undergoing laparoscopic radical gastric cancer surgery // Surg Oncol. Elsevier, 2021. Vol. 38. P. 101628.

31. Wang H. et al. Lymph node mapping with carbon nanoparticles and the risk factors of lymph node metastasis in gastric cancer // Journal of Huazhong University of Science and Technology - Medical Science. Tongji Medical University, 2016. Vol. 36, № 6. P. 865-870.

32. Zhang L. et al. Application of a carbon nanoparticle suspension for sentinel lymph node mapping in patients with early breast cancer: A retrospective cohort study // World J Surg Oncol. BioMed Central Ltd., 2018. Vol. 16, № 1. P. 1-6.

33. Zhou Y. et al. Evaluation of Carbon Nanoparticle Suspension and Methylene Blue Localization for Preoperative Localization of Nonpalpable Breast Lesions: A Comparative Study // Front Surg. Front Surg, 2021. Vol. 8.

34. McGhan L.J. et al. Radioactive seed localization for nonpalpable breast lesions: Review of 1,000 consecutive procedures at a single institution // Ann Surg Oncol. Springer, 2011. Vol. 18, № 11. P. 3096-3101.

35. Yang Q. et al. A clinical study on regional lymphatic chemotherapy using an activated carbon nanoparticle-epirubicin in patients with breast cancer. // Tumour Biol. Springer, 2012. Vol. 33, № 6. P. 2341-2348.

36. Zhou Y. et al. Evaluation of Carbon Nanoparticle Suspension and Methylene Blue Localization for Preoperative Localization of Nonpalpable Breast Lesions: A Comparative Study // Front Surg. Frontiers Media S.A., 2021. Vol. 8. P. 757694.

37. Piotrovsky L.B., Kiselev O.I. Fullerenes in Biology [Electronic resource].

38. Piotrovskii L.B. Fullerenes in the drug design // Nanotechnol Russ. SP MAIK Nauka/Interperiodica, 2009. Vol. 4, № 9-10. P. 541-555.

39. Foote C.S. Photophysical and photochemical properties of fullerenes. Springer, Berlin, Heidelberg, 1994. P. 347-363.

40. Sharoyko V. V. et al. In Vitro and In Silico Investigation of Water-Soluble Fullerenol C60(OH)24: Bioactivity and Biocompatibility // J Phys Chem B. American Chemical Society, 2021. Vol. 125, № 32. P. 9197-9212.

41. Gaponenko I.N. et al. Biological evaluation and molecular dynamics simulation of water-soluble fullerene derivative C60[C(COOH)2]3 // Toxicology in Vitro. Elsevier Ltd, 2020. Vol. 62. P. 104683.

42. Pochkaeva E.I. et al. Polythermal density and viscosity, nanoparticle size distribution, binding with human serum albumin and radical scavenging activity of the C60-L-arginine (C60(C6H13N402)8H8) aqueous solutions // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2020. Vol. 297. P. 111915.

43. Sharoyko V. V. et al. Physicochemical investigation of water-soluble C60(C2NH402)4H4 (C60-Gly) adduct // J Mol Liq. Elsevier, 2021. Vol. 344. P. 117658.

44. Meshcheriakov A.A. et al. Physicochemical properties, biological activity and biocompatibility of water-soluble C60-Hyp adduct // Colloids Surf B Biointerfaces. Elsevier B.V., 2020. Vol. 196. P. 111338.

45. Sharoyko V. V. et al. Biocompatibility and biological activity of C70 fullerene adduct with L-threonine (C70(C4H9NO3)2) // Biochem Biophys Res Commun. Academic Press, 2022. Vol. 636. P. 50-56.

46. Sharoyko V. V. et al. Biocompatibility, antioxidant activity and collagen photoprotection properties of C60 fullerene adduct with L-methionine // Nanomedicine. Elsevier, 2022. Vol. 40. P. 102500.

47. Murthy C.N., Choi S.J., Geckeler K.E. Nanoencapsulation of [60]Fullerene by a Novel Sugar-Based Polymer // J Nanosci Nanotechnol. 2002. Vol. 2, № 2. P. 129132.

48. Lens M.B. et al. Liposomes loaded with fullerene and process for their preparation. 2006.

49. Yamakoshi Y.N. et al. Solubilization of fullerenes into water with polyvinylpyrrolidone applicable to biological tests // J Chem Soc Chem Commun. The Royal Society of Chemistry, 1994. № 4. P. 517-518.

50. Williams R.M. et al. Incorporation of fullerene-C60 and C60 adducts in micellar and vesicular supramolecular assemblies; introductory flash photolysis and photoredox experiments in micelles // Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. John Wiley & Sons, Ltd, 1996. Vol. 115, № 1. P. 72-76.

51. Zhou Z. et al. Fullerene nanomaterials potentiate hair growth // Nanomedicine. Elsevier, 2009. Vol. 5, № 2. P. 202-207.

52. Trueb R.M. Oxidative Stress in Ageing of Hair // Int J Trichology. Wolters Kluwer -- Medknow Publications, 2009. Vol. 1, № 1. P. 6.

53. Akar A. et al. Antioxidant enzymes and lipid peroxidation in the scalp of patients with alopecia areata // J Dermatol Sci. Elsevier, 2002. Vol. 29, № 2. P. 85-90.

54. Gharbi N. et al. [60]Fullerene is a powerful antioxidant in vivo with no acute or subacute toxicity // Nano Lett. American Chemical Society, 2005. Vol. 5, № 12. P. 2578-2585.

55. Kato S. et al. Biological Safety of LipoFullerene composed of Squalane and Fullerene-C60 upon Mutagenesis, Photocytotoxicity, and Permeability into the

Human Skin Tissue // Basic Clin Pharmacol Toxicol. John Wiley & Sons, Ltd, 2009. Vol. 104, № 6. P. 483-487.

56. Kato S. et al. Clinical evaluation of fullerene-C 60 dissolved in squalane for anti-wrinkle cosmetics // J Nanosci Nanotechnol. 2010. Vol. 10, № 10. P. 6769-6774.

57. Aoshima H. et al. Safety evaluation of highly purified fullerenes (HPFs): based on screening of eye and skin damage // J Toxicol Sci. J Toxicol Sci, 2009. Vol. 34, № 5. P. 555-562.

58. Xia X.R., Monteiro-Riviere N.A., Riviere J.E. Skin penetration and kinetics of pristine fullerenes (C60) topically exposed in industrial organic solvents // Toxicol Appl Pharmacol. Academic Press, 2010. Vol. 242, № 1. P. 29-37.

59. Dumpis M.A. et al. The acute and sub-acute toxicity of C60/PVP complex in vivo // Adv Nano Res. Techno-Press, 2016. Vol. 4, № 3. P. 167-179.

60. Sharoyko V. V. et al. Biologically active water-soluble fullerene adducts: Das Glasperlenspiel (by H. Hesse)? // J Mol Liq. 2021. Vol. 323. P. 114990.

61. Freitas R.A. Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities. USA, Austin, Texas: Landes Bioscience., 1999.

62. Sidorov, L.N., Yurovskaya M.A. Fullerenes // Ekzamen. Moscow: IOP Publishing, 2005.

63. Wang I.C. et al. C60 and Water-Soluble Fullerene Derivatives as Antioxidants Against Radical-Initiated Lipid Peroxidation // J Med Chem. American Chemical Society, 1999. Vol. 42, № 22. P. 4614-4620.

64. Chen B.-X. et al. Antigenicity of fullerenes: Antibodies specific for fullerenes and their characteristics // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1998. Vol. 95, № 18. P. 10809-10813.

65. Andreev I. et al. Penetration of Fullerene C60 Derivatives Through Biological Membranes // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2008. Vol. 16, № 2. P. 89-102.

66. Charykov N.A. et al. Excess thermodynamic functions in aqueous systems containing soluble fullerene derivatives // J Mol Liq. Elsevier, 2018. Vol. 256. P. 305-311.

67. Berdichevskiy G.M. et al. A comprehensive study of biocompatibility of detonation nanodiamonds // J Mol Liq. Elsevier, 2021. Vol. 332. P. 115763.

68. Sharoyko V. V. et al. Covalent conjugates based on nanodiamonds with doxorubicin and a cytostatic drug from the group of 1,3,5-triazines: Synthesis, biocompatibility and biological activity // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects. 2023. Vol. 1867, № 9. P. 130384.

69. Samori C. et al. Enhanced anticancer activity of multi-walled carbon nanotube-methotrexate conjugates using cleavable linkers // Chem. Commun. 2010. Vol. 46, № 9. P. 1494-1496.

70. Singh Z. Applications and toxicity of graphene family nanomaterials and their composites // Nanotechnol Sci Appl. Dove Press, 2016. Vol. 9. P. 15-28.

71. Pardeshi C. V. Nanomaterial-based drug delivery systems: Therapeutic and theranostic applications // Nanomaterial-Based Drug Delivery Systems: Therapeutic and Theranostic Applications. Springer International Publishing, 2023. P. 1-409.

72. Pochkaeva E.I. et al. Fullerene derivatives with amino acids, peptides and proteins: From synthesis to biomedical application // Progress in Solid State Chemistry. Elsevier Ltd, 2020. Vol. 57.

73. Abdelhalim A.O.E. et al. Functionalisation of graphene as a tool for developing nanomaterials with predefined properties // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2022. Vol. 348.

74. Sharoyko V. V. et al. Biologically active water-soluble fullerene adducts: Das Glasperlenspiel (by H. Hesse)? // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2020. Vol. 323.

75. Semenov K.N. et al. Carboxylated fullerenes: Physico-chemical properties and potential applications // Progress in Solid State Chemistry. Elsevier Ltd, 2017. Vol. 47-48. P. 19-36.

76. Semenov K.N. et al. Fullerenols: Physicochemical properties and applications // Progress in Solid State Chemistry. Pergamon, 2016. Vol. 44, № 2. P. 59-74.

77. Zashikhina N.N. et al. Self-assembled polypeptide nanoparticles for intracellular irinotecan delivery // European Journal of Pharmaceutical Sciences. 2017. Vol. 109. P. 1-12.

78. Ageev S. V. et al. Synthesis, biocompatibility and biological activity of a graphene oxide-folic acid conjugate for cytarabine delivery // Colloids Surf A Physicochem Eng Asp. 2024. Vol. 697. P. 134360.

79. Abdelsattar O. E. Abdelhalim et al. Graphene oxide enriched with oxygen-containing groups: on the way to an increase of antioxidant activity and biocompatibility // Colloids Surf B Biointerfaces. 2021.

80. Abdelhalim A.O.E. et al. Graphene Oxide of Extra High Oxidation: A Wafer for Loading Guest Molecules // J Phys Chem Lett. American Chemical Society, 2021. Vol. 12, № 41. P. 10015-10024.

81. Shestopalova A.A. et al. Physico-chemical properties of the C60-arginine water solutions // J Mol Liq. 2015. Vol. 211. P. 301-307.

82. Semenov K.N., Charykov N.A. Solubility Diagram of a Fullerenol-d-NaCl-H 2O System at 25°C // Russian Journal of Physical Chemistry A. Springer, 2012. Vol. 86, № 10. P. 1636-1638.

83. Tsao N. et al. Inhibition of group A Streptococcus infection by carboxyfullerene // Antimicrob Agents Chemother. 2001. Vol. 45, № 6. P. 1788-1793.

84. Wang I.C. et al. C60 and water-soluble fullerene derivatives as antioxidants against radical-initiated lipid peroxidation // The Journal of Medicinal Chemistry. American Chemical Society, 1999. Vol. 42, № 22. P. 4614-4620.

85. Dugan L.L. et al. Carboxyfullerenes as neuroprotective agents // Proc Natl Acad Sci U S A. 1997. Vol. 94, № 17. P. 9434-9439.

86. Dugan L.L. et al. Fullerene-based antioxidants and neurodegenerative disorders // Parkinsonism Relat Disord. 2001. Vol. 7, № 3. P. 243-246.

87. Käsermann F., Kempf C. Buckminsterfullerene and photodynamic inactivation of viruses // Rev Med Virol. 1998. Vol. 8, № 3. P. 143-151.

88. Vileno B. et al. In vitro assay of singlet oxygen generation in the presence of water-soluble derivatives of C60 // Carbon N Y. Pergamon, 2004. Vol. 42, № 5-6. P. 11951198.

89. Friedman S.H. et al. Inhibition of the HIV-1 protease by fullerene derivatives: model building studies and experimental verification // J Am Chem Soc. American Chemical Society, 1993. Vol. 115, № 15. P. 6506-6509.

90. Friedman S.H. et al. Optimizing the binding of fullerene inhibitors of the HIV-1 protease through predicted increases in hydrophobic desolvation // J Med Chem. 1998. Vol. 41, № 13. P. 2424-2429.

91. DEBOUCK C. The HIV-1 Protease as a Therapeutic Target for AIDS // AIDS Res Hum Retroviruses. 1992. Vol. 8, № 2. P. 153-164.

92. Endofullerenes / ed. Akasaka T., Nagase S. Dordrecht: Springer Netherlands, 2002. Vol. 3.

93. Lebedev V.T. et al. Endometallofullerenes and their derivatives: Synthesis, physicochemical properties, and perspective application in biomedicine // Colloids Surf B Biointerfaces. 2023. Vol. 222. P. 113133.

94. Laus S. et al. Destroying Gadofullerene Aggregates by Salt Addition in Aqueous Solution of Gd@C60(0H)x and Gd@C60[C(C00H2)]10 // J. Am. Chem. Soc. 2005. Vol. 127, № 26. P. 9368-9369.

95. Podolsky N.E. et al. Physico-chemical properties of C 60 (OH) 22-24 water solutions: Density, viscosity, refraction index, isobaric heat capacity and antioxidant activity // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2019. Vol. 278. P. 342-355.

96. Sharoyko V. V. et al. Biocompatibility, antioxidant activity and collagen photoprotection properties of C60 fullerene adduct with L-methionine // Nanomedicine. Elsevier, 2022. Vol. 40. P. 102500.

97. Metreveli N. et al. Mechanisms of the Influence of UV Irradiation on Collagen and Collagen-Ascorbic Acid Solutions // International Journal of Photoenergy. Hindawi Publishing Corporation, 2006. Vol. 76830. P. 1-4.

98. AOE A. et al. Graphene Oxide of Extra High Oxidation: A Wafer for Loading Guest Molecules // J Phys Chem Lett. J Phys Chem Lett, 2021. P. 10015-10024.

99. Toropova Y.G. et al. Hemocompatibility of magnetic magnethite nanoparticles and magnetite-silica composites in vitro // Bulletin of Siberian Medicine. 2018. Vol. 17, № 3. P. 157-167.

100. Huang Z.R. et al. Development and evaluation of lipid nanoparticles for camptothecin delivery: a comparison of solid lipid nanoparticles, nanostructured lipid carriers, and lipid emulsion // Acta Pharmacol Sin. Nature Publishing Group, 2008. Vol. 29, № 9. P. 1094-1102.

101. Vasina V.L., Veselkina O.S., Petrishchev N.N. Mechanisms of the influence of the drug "OZAGREL" for platelet aggregation // Regional circulation and microcirculation. SP Minimaks, 2012. Vol. 11, № 3(43). P. 76-80.

102. Born G. V, Hume M. Effects of the numbers and sizes of platelet aggregates on the optical density of plasma. // Nature. 1967. Vol. 215, № 5105. P. 1027-1029.

103. Gaponenko I.N. et al. Biological evaluation and molecular dynamics simulation of water-soluble fullerene derivative C60[C(C00H)2]3 // Toxicology in Vitro. Elsevier Ltd, 2020. Vol. 62. P. 104683.

104. Gorbunova V.N. (Viktoriia N. Genetika v klinicheskoi praktike. P. 334.

105. Pochkaeva E.I., Anufrikov Y.A., Sharoyko V.V., Murin I.V., Faenkova V.P. C.N.A. Isothermal calorimetric titration of human serum albumin with the fullerene c60-l-arginine adduct // Russ J Gen Chem. 2019. Vol. 89, № 8. P. 1731-1733.

106. Belozyortseva IV, Dravolina OA T.MV. Requirements of guidelines for the laboratory animals using for scientific and educational purposes in SPSMU named by I. P. Pavlov. // Saint Petersburg: Pavlov University Press. 2014. P. 79.

107. Koizumi J. Experimental studies of ischemic brain edema. A new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area // Jpn J Stroke. 1986. Vol. 8. P. 1-8.

108. Korzhevskii D.E. et al. Immunohistochemical Demonstration of Specific Antigens in the Human Brain Fixed in Zinc-ethanol-Formaldehyde // European Journal of Histochemistry. PAGEPress, 2015. Vol. 59, № 3. P. 5-9.

109. Paxinos G., Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. Elsevier Science, 2013. 466 p.

110. Hu Z. et al. Synthesis of amphiphilic amino acid C60 derivatives and their protective effect on hydrogen peroxide-induced apoptosis in rat pheochromocytoma cells // Carbon N Y. Pergamon, 2008. Vol. 46, № 1. P. 99-109.

111. Pochkaeva E.I. et al. Polythermal density and viscosity, nanoparticle size distribution, binding with human serum albumin and radical scavenging activity of the C60-L-arginine (C60(C6H13N4O2)8H8) aqueous solutions // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2020. Vol. 297. P. 111915.

112. Semenov K.N. et al. Solubility of light fullerenes in organic solvents // J Chem Eng Data. American Chemical Society, 2010. Vol. 55, № 1. P. 13-36.

113. Serebryakov E.B. et al. Physico-chemical properties of C70-L-threonine bisadduct (C70(C4H9N02)2) aqueous solutions // J Mol Liq. 2019. Vol. 279. P. 687-699.

114. Delgado A.V. et al. Measurement and interpretation of electrokinetic phenomena // J Colloid Interface Sci. Academic Press, 2007. Vol. 309, № 2. P. 194-224.

115. Pochkaeva E.I. et al. Isothermal calorimetric titration of human serum albumin with the fullerene C60-L-arginine adduct // Russ J Gen Chem. 2019. Vol. 89, № 8. P. 1731-1733.

116. Ruzzene M. et al. The antioxidant butylated hydroxytoluene stimulates platelet protein kinase C and inhibits subsequent protein phosphorylation induced by thrombin // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1991. Vol. 1094, № 1. P. 121-129.

117. Herrera I., Winnik M.A. Differential Binding Models for Isothermal Titration Calorimetry: Moving beyond the Wiseman Isotherm // J Phys Chem B. American Chemical Society, 2013. Vol. 117, № 29. P. 8659-8672.

118. Lando D.Y. et al. Comparative thermal and thermodynamic study of DNA chemically modified with antitumor drug cisplatin and its inactive analog transplatin // J Inorg Biochem. Elsevier, 2014. Vol. 137. P. 85-93.

119. Sharoyko V. V. et al. Novel non-covalent conjugate based on graphene oxide and alkylating agent from 1,3,5-triazine class // J Mol Liq. Elsevier, 2023. Vol. 372. P. 121203.

120. Abdelhalim A.O.E. et al. Graphene oxide conjugated with doxorubicin: Synthesis, bioactivity, and biosafety // J Mol Liq. Elsevier, 2022. Vol. 359. P. 119156.

121. Riaz T. et al. FTIR analysis of natural and synthetic collagen // https://doi.org/10.1080/05704928.2018.1426595. Taylor & Francis, 2018. Vol. 53, № 9. P. 703-746.

122. Kukaliia O. N., Ageev S. V., Petrov A. V., Kirik O. V., Korzhevskii D. E., Meshcheriakov A. A., Jakovleva A. A., Poliakova L. S., Novikova T. A., Kolpakova M. E., Vlasov T. D., Molchanov O. E., Maystrenko D. N., Murin I. V., Sharoyko V. V., Semenov K. N. // C60 adduct with L-arginine as a promising nanomaterial for treating cerebral ischemic stroke. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, 2023. Vol. 53. P. 102698.

123. Dmitrenko M. et al. Novel Membranes Based on Hydroxyethyl Cellulose/Sodium Alginate for Pervaporation Dehydration of Isopropanol // Polymers 2021, Vol. 13, Page 674. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2021. Vol. 13, № 5. P. 674.

124. Heidari H., Shamloo A. The effect of rippled graphene sheet roughness on the adhesive characteristics of a collagen-graphene system // Int J Adhes Adhes. Elsevier, 2016. Vol. 64. P. 9-14.

125. Kuilla T. et al. Recent advances in graphene based polymer composites // Progress in Polymer Science (Oxford). Elsevier Ltd, 2010. Vol. 35, № 11. P. 1350-1375.

126. Sosnowska M. et al. Mechano-signalling, induced by fullerene C60 nanofilms, arrests the cell cycle in the G2/M phase and decreases proliferation of liver cancer cells // Int J Nanomedicine. Int J Nanomedicine, 2019. Vol. 14. P. 6197-6215.

127. Baker B.M. et al. New Directions in Nanofibrous Scaffolds for Soft Tissue Engineering and Regeneration // Expert Rev Med Devices. NIH Public Access, 2009. Vol. 6, № 5. P. 515.

128. Semenov K.N. et al. Physico-chemical properties of the C60-L-lysine water solutions // J Mol Liq. Elsevier, 2017. Vol. 225. P. 767-777.

129. Sharoyko V. V. et al. Physicochemical investigation of water-soluble C60(C2NH4O2)4H4 (C60-Gly) adduct // J Mol Liq. Elsevier, 2021. Vol. 344. P. 117658.

130. Meshcheriakov A.A. et al. Physicochemical properties, biological activity and biocompatibility of water-soluble C60-Hyp adduct // Colloids Surf B Biointerfaces. Elsevier B.V., 2020. Vol. 196. P. 111338.

131. Sharoyko V. V. et al. Physicochemical study of water-soluble C60(OH)24 fullerenol // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2020. Vol. 311. P. 113360.

132. Ageev S. V. et al. Density, speed of sound, viscosity, refractive index, surface tension and solubility of C60[C(C00H)2]3 // J Mol Liq. 2019. Vol. 291. P. 111256.

133. Semenov K.N. et al. Fullerenols: Physicochemical properties and applications // Progress in Solid State Chemistry. Elsevier Ltd, 2016. Vol. 44, № 2. P. 59-74.

134. Semenov K.N. et al. Carboxylated fullerenes: Physico-chemical properties and potential applications // Progress in Solid State Chemistry. Pergamon, 2017. Vol. 47-48. P. 19-36.

135. Pochkaeva E.I. et al. Fullerene derivatives with amino acids, peptides and proteins: from synthesis to biomedical application // Progress in Solid State Chemistry. 2020. P.100255.

136. Sharoyko V. V. et al. Biologically active water-soluble fullerene adducts: Das Glasperlenspiel (by H. Hesse)? // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2021. Vol. 323. P. 114990.

137. Zolotarev A.A. et al. Impact resistance of cement and gypsum plaster nanomodified by water-soluble fullerenols // Ind Eng Chem Res. 2013. Vol. 52, № 41. P. 1458314591.

138. Yin X. et al. Impacts of fullerene derivatives on regulating the structure and assembly of collagen molecules // Nanoscale. The Royal Society of Chemistry, 2013. Vol. 5, № 16. P. 7341-7348.

139. Kirik O. V., Vlasov T.D., Korzhevskii D.E. Neural stem cell markers nestin and musashi-1 in rat telencephalon cells after transient focal ischemia // Neurosci Behav Physiol. Springer, 2013. Vol. 43, № 5. P. 587-591.

140. Ahmad A. et al. Edaravone ameliorates oxidative stress associated cholinergic dysfunction and limits apoptotic response following focal cerebral ischemia in rat // Mol Cell Biochem. Springer, 2012. Vol. 367, № 1-2. P. 215-225.

141. Miao H. et al. Edaravone Administration Confers Neuroprotection after Experimental Intracerebral Hemorrhage in Rats via NLRP3 Suppression // Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. W.B. Saunders, 2020. Vol. 29, № 1. P. 104468.

142. Sharoyko V. V. et al. Biologically active water-soluble fullerene adducts: Das Glasperlenspiel (by H. Hesse)? // J Mol Liq. Elsevier B.V., 2021. Vol. 323. P. 114990.

143. Semenov K.N. et al. Solubility of light fullerenes in organic solvents // J Chem Eng Data. American Chemical Society, 2010. Vol. 55, № 1. P. 13-36.

144. Heymann D. Solubility of Fullerenes C60 and C70 in Seven Normal Alcohols and Their Deduced Solubility in Water // https://doi.org/10.1080/10641229608001567. Taylor & Francis Group, 2006. Vol. 4, № 3. P. 509-515.

145. О. Н. Кукалия, А. А. Мещеряков, Г. О. Юрьев, П. А. Андоскин, К. Н. Семенов, O. Е. Молчанов, Д. Н. Майстренко, И. В. Мурин, В. В. Шаройко. Перспективы применения водорастворимых производных легких фуллеренов в медицине // Трансляционная медицина. Тематический номер: «Химические, биологические и трансляционные подходы в разработке лекарств», 2023, Vol. 10, № 6. P. 507-521.

146. V. V. Sharoyko, O. N. Kukalia, D. M. Darvish, A. A. Meshcheriakov, G. O. Iurev, P.

A. Andoskin, A. V. Penkova, S. V. Ageev, N. V. Petukhova, A. V. Petrov, D. A. Nerukh, A. S. Mazur, D. N. Maystrenko, O. E. Molchanov, I. V. Murin, K. N. Semenov // Protective action of water-soluble fullerene adducts on the example of an adduct with L-arginine. Journal of Molecular Liquids, 2024, Vol. 401. P. 124702.

147. O. N. Kukaliia, S. V. Ageev, A. V. Petrov, O. S. Shemchuk, E. V. Sambuk, A. M.

Rumyantsev, D. R. Dadadzhanov, M. A. Korzhenevskaya, O. E. Molchanov, D. N. Maistrenko, I. V. Murin, V. V. Sharoyko, K. N. Semenov // Adduct of fullerene C60 with L-Arginine: interaction with DNA, genotoxic and mutagenic properties. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2024, Vol. 32, Issue 10, P. 1-12.